光致變色作為功能分子的一個(gè)重要特性，被應(yīng)用于光開(kāi)關(guān)、節(jié)能涂層、信息存儲(chǔ)等領(lǐng)域。近年來(lái)，通過(guò)光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移（PET）過(guò)程產(chǎn)生光誘導(dǎo)自由基（PIR）成為了開(kāi)發(fā)高效的固態(tài)光致變色材料的理想選擇。區(qū)別于傳統(tǒng)光致變色分子（如偶氮類(lèi)化合物）的成/斷鍵機(jī)制，光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移對(duì)構(gòu)象自由度的需求極低，規(guī)避了分子堆積對(duì)結(jié)構(gòu)變化的阻礙。然而，由于自由基的高活性，獲得高效且穩(wěn)定的PIR材料一直是一個(gè)挑戰(zhàn)。 近日，復(fù)旦大學(xué)的朱亮亮教授課題組以一系列新型PIR分子，羥基修飾的多硫化芳烴化合物為研究對(duì)象，通過(guò)在晶體中設(shè)計(jì)氫鍵輔助的反平行對(duì)位芳基構(gòu)象和強(qiáng)非共價(jià)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了優(yōu)越的PIR性能，用于加工成可重復(fù)使用的光書(shū)寫(xiě)紙張。
強(qiáng)氫鍵和多種弱非共價(jià)作用力的協(xié)同在構(gòu)建高效穩(wěn)定的PIR晶體中具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。首先，氫鍵誘導(dǎo)柔性的多硫芳烴化合物在晶體中呈對(duì)位芳基反平行構(gòu)象，促使形成了二聚體、一維鏈和非共價(jià)網(wǎng)絡(luò)等有序結(jié)構(gòu)單元，有利于PET過(guò)程的進(jìn)行。其次，通過(guò)強(qiáng)氫鍵等多種作用力構(gòu)建的非共價(jià)網(wǎng)絡(luò)賦予了晶體極易形成而難以機(jī)械破壞的的性能，使晶體對(duì)自由基的保護(hù)作用得以在各種形式的固體中充分發(fā)揮，充分研磨后的樣品仍保留優(yōu)越的光致變色性能。 最后，利用化合物的高結(jié)晶能力，濃溶液在能在紙纖維間快速蒸發(fā)結(jié)晶而獲得加密圖案；由于光致變色性能在研磨樣品中的高度保留，化合物可以通過(guò)簡(jiǎn)單的碾壓附著在紙張上，制備能夠循環(huán)使用的紫外光書(shū)寫(xiě)紙。 最終，該固體光致變色材料表現(xiàn)出快速的光響應(yīng)性、高自由基穩(wěn)定性、可切換性和易加工性。該工作為解決固態(tài)光致變色問(wèn)題提出了一種通用晶體工程策略。 論文信息 Rapidly Generated, Ultra-Stable, and Switchable Photoinduced Radicals: A Solid-State Photochromic Paradigm for Reusable Paper Light-Writing Xiaoyan Xu, Dr. Ihor Sahalianov, Dr. Hao Sun, Zhongyu Li, Shengliang Wu, Boru Jiang, Prof.?Dr. Hans ?gren, Prof.?Dr. Glib V. Baryshnikov, Dr. Man Zhang, Prof.?Dr. Liangliang Zhu Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202422856
